一种半潜式平台涡激振动抑制装置

1.本实用新型涉及海洋涡激技术领域，具体涉及一种半潜式平台涡激振动抑制装置。


背景技术：

2.半潜式平台的涡激运动是由漩涡沿柱体表面交替脱落引起水平方向的大幅度共振运动。当平台系统的固有频率与漩涡脱落频率接近时，这种共振运动更加严重，并出现漩涡锁定现象，表现为平台振动幅度达到最大，且幅值和过零周期保持基本不变，传统的半潜式平台吃水较浅，涡激运动并不明显，随着石油勘探朝深海发展，半潜式平台的装载需求不断提升，立柱吃水也随之逐渐增加，这使漩涡脱落引起的脉动压力增大，涡激运动的有效激励长度增加，从而引起平台较为明显的涡激运动。
3.现有技术中，对海洋涡激的抑制可通过主动抑制、被动抑制以及综合抑制应对涡激振动的方法，改变结构的物理参数，以改变结构的固有频率，或者阻尼延迟达到不同步的振动，以避免共振，目前，实现抑制涡激振动的装置自身往往直接固定在立管上，不能对海洋洋流环境做出相应调整，洋流不稳定的连续作用冲击易破坏装置与立管的连接，且装置的抑制效果不突出，难以抑制克服吃水较深的半潜式平台用立管的振动。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种半潜式平台涡激振动抑制装置，可有效抑制半潜式平台立管的振动，阻流阻尼效果好，连接强度高。
5.本实用新型提供如下技术方案:
6.一种半潜式平台涡激振动抑制装置，包括用于支撑半潜式平台的立管，所述立管外圈上下分别安装有对称设置转动座，每个所述转动座转动连接有转动轴承，上端的所述转动轴承上固定连接有第一基座，下端的所述转动轴承上固定连接有第二基座，所述第一基座与所述第二基座之间设有转动模块，所述转动模块包括转鼓以及贯穿所述转鼓滑动连接所述第一基座与第二基座的转轴，所述转鼓外侧面设有呈波浪形弯曲分布的阻流叶，所述第一基座与所述第二基座内均设有阻尼模块，所述阻尼模块用于消耗所述转动模块产生的动能，所述阻尼模块包括多个条形磁体、至少一对相异间隔设置的定磁体以及励磁线圈。
7.优选地，所述转轴两端部安装有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合传动有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮传动连接有齿轮轴，所述齿轮轴通过轴承转动连接在所述第一基座与第二基座内，多个所述条形磁体环形分布在所述齿轮轴相对于所述第二锥齿轮的端部，所述定磁体设置在所述条形磁体转动区域的外侧，所述励磁线圈设置在所述条形磁体与所述定磁体之间，所述励磁线圈串联连接有电阻单元。
8.优选地，所述第一基座与所述第二基座内分别设有第一内腔与第二内腔，所述定磁体设置在所述第一内腔腔体内壁面上，所述电阻单元设置在所述第二内腔内。
9.优选地，所述第一基座与所述第二基座内还分别设有第三内腔，所述第三内腔内
转动连接有阻尼圈，所述阻尼圈感应所述第一内腔内的磁场变化改变自身磁通量。
10.优选地，上下设置的所述转动座之间设有至少两根对称设置的纵向连杆。
11.优选地，所述转动座上设有限位槽，所述转动轴承的内径与所述限位槽的外径尺寸相匹配。
12.优选地，所述转轴通过对称设置的固定环固定连接所述转鼓，每个所述固定环连接有环形分布的支杆，所述支杆固定连接有安装板，所述安装板之间设置所述阻流叶。
13.优选地，所述第一基座与所述第二基座之间设有纵向平行分布的缆绳。
14.本实用新型的有益效果为：
15.(1)：转动座与转动轴承转动连接，使装置随海洋流向转动至合理角度，避免产生径向扭矩，损伤立管，限位槽定位匹配转动轴承，使转动轴承水平调整受洋流冲击状态，传动模块将洋流的冲击能转化为动能，阻尼模块将动能转化为电能，通过电阻单元转化为热能释放，达到阻流扰流，降低冲击的效果，波浪形弯曲分布阻流叶可更好的扰流，有效抑制振动，以减小立管与半潜式平台的共振；
16.(2)：转动座之间通过连杆进行支撑连接，加强装置整体的连接强度，可通过阻尼圈阻碍条形磁体的运动，补偿增加阻尼模块的耗能，增强装置抑制振动的能力。
附图说明
17.附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为本实用新型转动座与转动轴承的示意图
20.图3为本实用新型俯视的结构示意图；
21.图4为本实用新型转鼓的俯视图。
22.图中标记：100-立管；200-转动座；210-限位槽；220-转动轴承；230-纵向连杆；300-第一基座；310-第一内腔；320-第二内腔；330-第三内腔；400-第二基座；410-缆绳；500-转动模块；510-转鼓；511-固定环；512-支杆；513-安装板；514-阻流叶；520-转轴；521-第一锥齿轮；522-第二锥齿轮；523-齿轮轴；600-阻尼模块；610-条形磁体；620-定磁体；630-励磁线圈；640-电阻单元；650-阻尼圈。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的实施例作详细说明。
24.请参阅图1-图4，本实施例提供了一种半潜式平台涡激振动抑制装置，包括用于支撑半潜式平台的立管100，立管100外圈上下分别安装有对称设置转动座200，每个转动座200转动连接有转动轴承220，上端的转动轴承220上固定连接有第一基座300，下端的转动轴承220上固定连接有第二基座400，第一基座300与第二基座400之间设有转动模块500，转动模块500包括转鼓510以及贯穿转鼓510滑动连接第一基座300与第二基座400的转轴520，转鼓510外侧面设有呈波浪形弯曲分布的阻流叶514，第一基座300与第二基座400内均设有阻尼模块600，阻尼模块600用于消耗转动模块500产生的动能，阻尼模块600包括多个条形磁体610、至少一对相异间隔设置的定磁体620以及励磁线圈630。
25.在一些实施方式中，转轴520两端部安装有第一锥齿轮521，第一锥齿轮521啮合传动有第二锥齿轮522，第二锥齿轮522传动连接有齿轮轴523，齿轮轴523通过轴承转动连接在第一基座300与第二基座400内，多个条形磁体610环形分布在齿轮轴523相对于第二锥齿轮522的端部，定磁体620设置在条形磁体610转动区域的外侧，励磁线圈630设置在条形磁体610与定磁体620之间，励磁线圈630串联连接有电阻单元640。
26.在一些实施方式中，第一基座300与第二基座400内分别设有第一内腔310与第二内腔320，定磁体620设置在第一内腔310腔体内壁面上，电阻单元640设置在第二内腔320内。
27.在一些实施方式中，第一基座300与第二基座400内还分别设有第三内腔330，第三内腔330内转动连接有阻尼圈650，阻尼圈650感应第一内腔310内的磁场变化改变自身磁通量。
28.在一些实施方式中，上下设置的转动座200之间设有至少两根对称设置的纵向连杆230，通过纵向连杆230对转动座200进行支撑连接，以加强装置整体的连接强度。
29.在一些实施方式中，转动座200上设有限位槽210，转动轴承220的内径与限位槽210的外径尺寸相匹配，转动轴承220为内嵌滚子的内外圈结构，转动轴承220的内圈与限位槽210连接，转动轴承220的外圈与基座连接。
30.在一些实施方式中，转轴520通过对称设置的固定环511固定连接转鼓510，每个固定环511连接有环形分布的支杆512，支杆512固定连接有安装板513，安装板513之间设置阻流叶514。
31.在一些实施方式中，第一基座300与第二基座400之间设有纵向平行分布的缆绳410，有利于第一基座300与第二基座400的柔性连接，对两者之间远离的趋势构成限位。
32.本实用新型工作原理如下，利用转动座200与转动轴承220的转动连接，使装置随海洋流向转动至合理角度，避免产生径向扭矩，损伤立管100，限位槽210定位匹配转动轴承220，使转动轴承220水平调整受洋流冲击状态，传动模块500将洋流的冲击能转化为动能，阻尼模块600将动能转化为电能，通过电阻单元640转化为热能释放，达到阻流扰流，降低冲击的效果，具体的，洋流冲击阻流叶514，阻流叶514带动转鼓510运动，转轴520依次传动第一锥齿轮521、第二锥齿轮522和齿轮轴523，齿轮轴523带动多个条形磁体610转动，使励磁线圈630切割条形磁体610与定磁体620所形成的磁场，励磁线圈630产生电能输出至电阻单元640转化为热能，通过阻尼圈650感应第一内腔310内的磁场变化改变自身磁通量以阻碍条形磁体610的运动，阻尼圈650在第三内腔330内转动，可补偿增加阻尼模块600的耗能；波浪形弯曲分布的阻流叶514可更好的扰流，有效抑制振动，以减小立管100与半潜式平台的共振。
33.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化与改进。